Основные источники загрязнения литосферы, возможные последствия и современные способы уничтожения загрязнителей

Твердая оболочка Земли, состоящая из земной коры и участка верхней мантии — это литосфера. Ее толщина на суше в среднем составляет 35-40 км. Литосфера также расположена под океанами, где ее толщина — 7-10 км.

Основные источники загрязнения литосферы

Показатель состояния литосферы зависит от хозяйственной деятельности человека. Его воздействие способом потребления ресурсов литосферы меняет «лик» Земли и может вызвать необратимые процессы. К основным источникам загрязнения относятся:

• бытовые и промышленные отходы;
• сельское хозяйство;
• добыча полезных ресурсов;
• транспорт.

Коммунально-бытовые предприятия и жилые дома

Эта категория источников загрязнений включает:

• бытовой и строительный мусор;
• пищевые отходы;
• предметы домашнего обихода, пришедшие в негодность;
• отходы производственных и коммерческих предприятий;
• уличный садовый мусор.

Согласно исследованиям, в состав твердых бытовых отходов (ТБО) города входят:

• бумага — 41%;
• пищевые отходы — 21%;
• стекло — 12%;
• железо — 10%;
• древесина и пластмассы — по 5%;
• кожа и резина — 3%.

Ежедневно по всему земному шару тонны мусора вывозятся на свалки и полигоны, где складируются, вызывая загрязнение литосферы.

Сельское хозяйство

В результате нерациональной организации сельского хозяйства в непригодность пришло 2 млрд гектаров земель (площадь, в 2 раза превышающая территорию Европы). К загрязнению почвы приводят:

• чрезмерное внесение минеральных удобрений;
• использование ядохимикатов и пестицидов;
• отходы сельского хозяйства.

При работе механизмов для обработки почвы она загрязняется топливом, маслами.

Транспорт

Загрязнение литосферы транспортными средствами происходит вследствие выбросов (во время работы двигателей внутреннего сгорания) вредных веществ:

• сажи;
• свинца;
• углеводородов;
• оксидов азота, серы и углерода.

В результате истирания резиновых шин выделяются бифенилы, бензапирен, хром, свинец. Элементы оседают на земную поверхность и попадают в почву.

Промышленность

В процессе деятельности разных отраслей промышленности происходит заражение литосферы токсичными веществами:

• солями тяжелых металлов (металлургия);
• соединениями бериллия, мышьяка, цианидами (машиностроение);
• отходами резиновых и резинотекстильных деталей, сажей, пылью (производство резины);
• стиролом, бензолом, фенолами (выпуск пластмасс);
• сгустками полимеров, отходами катализаторов (производство синтетических каучуков).

Опасность представляют радиоактивные захоронения отходов атомной промышленности и вещества, выделяемые в процессе переработки нефти.

Добыча полезных ископаемых и разработка карьеров

Отдельного внимания требует горнодобывающая отрасль промышленности. Добыча полезных ископаемых сопровождается образованием отходов, содержащих элементы, загрязняющие литосферу. Это:

• угольная, рудная, породная пыль;
• двуокись азота;
• окись углерода;
• сернистые газы;
• сероуглерод.

Горные разработки приводят к засорению почвы шлаками, золой, шламом, отвалами пустых пород. Добыча полезных ископаемых в карьерах производится в основном открытым способом и сопровождается пыле- и газообразованием.

Основные последствия

Процесс самоочищения литосферы происходит намного медленнее загрязнения. В результате этого развитие последствий загрязнения происходит быстро и может привести к их необратимости.

В сельском хозяйстве загрязнение литосферы приводит к таким последствиям:

• снижению продуктивности земель и почвенного плодородия;
• эрозии почвы;
• засолению;
• заболачиванию.

Употребление человеком, животными, птицей пищевых продуктов, выращенных на таких землях, может привести к накоплению вредных веществ в организме, отравлениям.

Загрязнения промышленными предприятиями приводят к содержанию в почвах, расположенных в диапазоне нескольких десятков километров:

• тяжелых металлов;
• соединений серы, свинца;
• токсичных элементов.

Добыча полезных ископаемых приводит к изменению природных ландшафтов, образованию карьеров, хвостохранилищ, отвалов, терриконов. Следствием подземной добычи являются образование воронок, провалов, разрывов, трещин в земной коре. Поверхность земли оседает, возникают неожиданные прорывы подземных вод, представляющие опасность. Открытый способ добычи полезных ископаемых в карьерах сопровождается развитием селей, обвалов, оползней, развитием эрозии.

Меры по решению экологической проблемы

Основная задача — сокращение объемов мусора и отходов промышленности. Важный этап — применение рациональных способов уничтожения загрязнителей.

Утилизация старых мусорных свалок

Наиболее острой проблемой является утилизация старых мусорных полигонов. Чаще всего используется метод захоронения (могильники). Мусор разравнивается и закапывается в землю или присыпается слоем грунта. Основные проблемы, возникающие при устройстве могильников:

• загрязнение грунтовых вод и вымывание полезных веществ;
• просадка грунта;
• образование метана.

Современный перспективный способ закрытия старых мусорных полигонов — рекультивация. Состоит из двух этапов:

1. Технологический (выравнивание поверхности полигона и формирование его тела, сбор и обезвреживание газа и фильтрата, покрытие полигона защитным экраном).
2. Биологический (подготовка почвы и посев растений).

Правильная переработка отходов и бытового мусора

Правительства развитых стран борьбу с бытовыми отходами рассматривают в контексте охраны окружающей среды с применением экологических технологий. Это методы утилизации мусора с получением экономической выгоды, включающие переработку вторичного сырья и превращения органических отходов в компост.

К современным способам переработки бытовых отходов и мусора относятся:

1. Метод предварительной сортировки ТБО. Отходы на заводах разделяют на фракции (металл, стекло, бумага, пластмассы, кости) с помощью автоматизированных конвейеров или вручную, после чего раздельно перерабатывают.
2. Земляная санитарная засыпка. Состоит в получении биогаза из твердых бытовых отходов с последующим его использованием в качестве топлива. Мусор засыпается слоем грунта, с размещением в его толще вентиляционных труб и емкостей для сбора биогаза.
3. Метод сжигания твердых бытовых отходов. Наиболее распространенная технология, применяемая мусоросжигательными заводами большинства стран, — сжигание в слоевой топке на колосниковых решетках.
4. Пиролиз. Самое перспективное направление. Суть способа состоит в химическом необратимом изменении бытовых отходов под действием низкой или высокой температур без доступа кислорода. С помощью низкотемпературного пиролиза перерабатываются (термически разлагаются) отходы, которые не поддаются утилизации (покрышки, отработанные масла, пластмассы, отстойные вещества). Подземное складирование отходов после такого пиролиза не причиняет вреда окружающей среде, так как биологически активных веществ в них не остается. При высокотемпературном пиролизе выполняется газификация мусора с целью получения пара, горячей воды и электроэнергии.
5. Биотермическое компостирование. Биомасса при доступе кислорода в специальной установке превращается в компост, использующийся в сельском хозяйстве или в качестве биотоплива в энергетической отрасли.
6. Переработка горючих отходов. Процесс происходит в закрытом реакторе с выходом продукта — горючего газа. Используют отходы в виде пластика, коры, листьев, опилок, бумаги, картона, горючих твердых продуктов переработки автомобилей, тканей, резины, пеноматериалов. Получаемый газ применяется для сопутствующих производств, на продажу, а также производства электро- и тепловой энергий.
7. Переработка органических гниющих отходов. Используют органическую фракцию ТБО, полученную в процессе сортировки мусора, отходы очистных сооружений и ферм. Процесс заключается в анаэробной переработке в реакторах отходов с получением компоста и метана, применяемых для садоводческих и сельскохозяйственных работ.
8. Переработка старых автомобилей. Применяют линии демонтажа, предполагающие вторичное использование некоторых деталей.
9. Утилизация медицинских отходов. Технология предусматривает переработку лабораторных отходов, шприцев, подгузников, медикаментов, пузырьков, игл, физиологических веществ, металлических зондов, медицинских контейнеров, ланцетов, стекла. Это закрытый процесс, включающий измельчение и стерилизацию отходов до их превращения в гранулы или сухую пыль.

Повторное использование ресурсов

Рециклизация (повторное применение отходов) заключается во вторичной переработке разных видов мусора. Например:

• изготовление бумажной продукции из макулатуры;
• переработка стекла на изготовление новой тары, а также использование при производстве асфальта и бетона вместо песка или гравия;
• изготовление из переплавленной пластмассы синтетической древесины;
• компостирование;
• получение энергии.

Высаживание зеленых насаждений

Метод применяется с целью биологической рекультивации умеренно загрязненных почв. Отдельные виды растений индивидуально влияют на химический состав земли и поглощают загрязнения. Например, дуб обыкновенный и мелколистная липа содержат много минеральных веществ, хорошо действующих при загрязнении почв. Белую акацию высаживают при слабом загрязнении. Железо из зараженной литосферы поглощается тополем, каштаном, липой. Медь — акацией, кленом; свинец — кленом и тополем. Зеленые насаждения спасают от эрозии почв.

Рекультивация почв

Способ заключается в восстановлении участков литосферы, структура которых подвержена загрязнению вследствие складирования бытового мусора, добычи полезных ископаемых, влияния промышленных предприятий, нерационального ведения сельского хозяйства. Основные меры рекультивации:

• подготовка земель для восстановления сельскохозяйственных угодий (создание сенокосов, садов, пашни);
• подготовка территорий для высаживания лесов;
• формирование участков под зоны спорта и отдыха (турбазы, парки, скверы);
• проведение санитарно-гигиенических действий на участках, не пригодных к дальнейшему использованию.